環(huán)境工程微生物學(xué)(1)-免費(fèi)閱讀
【正文】 3 有機(jī)光合細(xì)菌的光合作用 以光為能源，以有機(jī)物為供氫體還原 CO2，合 成有機(jī)物。 第四節(jié) 微生物的合成代謝 一 產(chǎn)甲烷菌的合成代謝 產(chǎn)甲烷菌利用有機(jī)物產(chǎn)生 CO2和 CH4，利用其中間代謝產(chǎn)物和能量物質(zhì) ATP合成蛋白質(zhì)、多糖、脂肪和核酸等物質(zhì)，用以構(gòu)成自身的細(xì)胞。 以其他無機(jī)氧化物為最終電子受體的情況： 以 SO42為最終電子受體 如： 2CH3CHOHCOOH+ H2SO4 2CH3COOH+2CO2+H2S+2H2O+1125kJ 以 CO2和 CO為最終電子受體 如：2CH3CH2OH+CO2CH4+2CH3COOH 4H2+CO2CH4+2H2O 3H2+COCH4+H2O 三種呼吸類型的比較 呼吸類型 最終電子受體 參與反應(yīng)的酶與電子傳遞體系 最終產(chǎn)物 釋放能量 乙醇發(fā)酵 中間代謝產(chǎn)物 脫氫酶、脫羧酶 輔酶 NAD 低分子有機(jī)物、CO ATP(2) 好氧呼吸 氧氣 脫氫酶、脫羧酶 輔酶 NAD、 FAD輔酶 Q 細(xì)胞色素 a、 a b、 c、 c1 CO H2O、ATP(38)、 SO42 2876KJ 無氧呼吸 NO3 CO32 SO42 脫氫酶、脫羧酶、 硝酸還原酶、 硫酸還原酶 輔酶 NAD、 細(xì)胞色素 b、 c CO H2O、N ATP 反硝化 1756KJ 反硫化 1125KJ 三、微生物發(fā)光現(xiàn)象 細(xì)菌、真菌、藻類能夠發(fā)光。 ：正常條件下的呼吸，利用外界營養(yǎng)、能源進(jìn)行呼吸。 可見，進(jìn)行發(fā)酵的厭氧微生物為了滿足能量的需要，消耗的營養(yǎng)物要比好氧微生物多。 可生成 1 molGTP， 1 mol的 GTP轉(zhuǎn)變成 1 molATP； 可生成 1molFADH2, 1 mol的 FADH2轉(zhuǎn)變成 2 molATP。 在好氧呼吸過程中，電子并不是直接傳遞給 O2，而是先轉(zhuǎn)移給 NAD，成為 NADH2，然后 NADH2被氧化后，電子傳遞給電子傳遞體系，最后由電子傳遞體系轉(zhuǎn)給 O2。 人們利用 的區(qū)分。 糖酵解是微生物所共有的代謝途徑。 好氧微生物呼吸，通過電子傳遞體系形成 ATP。其中有能量的產(chǎn)生與轉(zhuǎn)移。 H+可與營養(yǎng)物質(zhì)結(jié)合。一種酶只對同一物質(zhì)或同類進(jìn)行運(yùn)輸，因此，為了能夠獲得多重營養(yǎng)，細(xì)胞質(zhì)膜上有多種載體蛋白來完成一些營養(yǎng)物質(zhì)的促進(jìn)擴(kuò)散。 其中副大腸桿菌不能分解，大腸埃希氏菌最強(qiáng)，菌落呈紫紅色且?guī)Ы饘俟鉂?；枸櫞酸鹽桿菌次之， 菌落呈紫紅色或深紅色； 產(chǎn)氣桿菌最低，菌落 呈淡紅色 。 培養(yǎng)基的 pH必須控制在一定的范圍內(nèi)，以滿足不同類型 微生物的生長繁殖或產(chǎn)生代謝產(chǎn)物。 培養(yǎng)基幾乎是一切對微生物進(jìn)行研究和利用工作的基礎(chǔ)。 CHOH + CO2 H3C H3C 2 光能 光合色素 2 CH3C0CH3 +[ CH2O] + H2O 3． 化能無機(jī)自養(yǎng)型（化能自養(yǎng)型） 生長所需要的能量來自無機(jī)物氧化過程中放出的化學(xué)能 ； 以 CO2或碳酸鹽作為唯一或主要碳源進(jìn)行生長時，利用 H H2S、 Fe2+、 NH3或 NO2等作為電子供體使 CO2還原成細(xì)胞物質(zhì)。 。如：鋅、錳、鉬、硒、鈷、銅、鎢、鎳、硼等。 在微生物生長過程中能為微生物提供碳素來源的物質(zhì)。 第二節(jié) 微生物的營養(yǎng) 微生物不斷獲得營養(yǎng)物質(zhì)，將其變成細(xì)胞組分，并將廢棄物排出體外的過程稱為新陳代謝。如： Fe2+、Cu2+、 Br－ 、 SO4維生素等。 溫度每升高 10℃ ，酶促反應(yīng)速度提高 1～ 2倍。 從米－門公式可知，酶促反應(yīng)速度與 [E]和 [S]有關(guān)。 A+B+ATP AB+ADP+Pi ： 胞內(nèi)酶（大部分）、胞外酶、表面酶 ： 淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、纖維素酶 五、酶的催化特性 共性： (1).用量少而催化效率高。 四、酶的分類和命名 ： 水解酶、氧化還原酶、轉(zhuǎn)移酶、異構(gòu)酶、裂解酶、合成酶。 二、酶蛋白的結(jié)構(gòu) 酶蛋白也是蛋白質(zhì)，由 20種氨基酸組成。 第一節(jié) 微生物的酶 酶的概念 酶是動植物、微生物等生物合成的，催化生物化學(xué)反應(yīng)的、并傳遞電子、原子和化學(xué)集團(tuán)的生物催化劑。 輔酶輔基： Fe2+、 NAD、 NADP、 FAD、 FMN等。 亞基：由一個或多個多肽鏈在三級結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上形成的小單位。 A A` 如：葡萄糖形成為果糖。 絕對專一性 酶的專一性 相對專一性 立體異構(gòu)專一性 (3)反應(yīng)條件溫和：常溫、常壓、中性。但當(dāng)所有的 E變成了 ES后，即使再增加 [S]，酶促反應(yīng)速度也不會增加。 T v 溫度與 v的關(guān)系 酶在最適 pH值范圍內(nèi)才表現(xiàn)出正?；钚裕^高過低的 pH值都會降低酶的活性。 如：重金屬離子（ Ag+、 Hg2+）、 CO、 H2S等。 其中， C、 H、 O、 N是所有生物的有機(jī)元素。氮源的作用是為蛋白質(zhì)的合成提供原料。如： NAD、 ATP、 ADP等。 三 微生物的營養(yǎng)類型 異養(yǎng)型生物 自養(yǎng)型生物 生長所需要的 營養(yǎng)物質(zhì) 生物生長過程中 能量的來源 光能營養(yǎng)型 化能營養(yǎng)型 根據(jù)碳源、能源及電子供體性質(zhì)的不同 ，可將微生物分為： 營養(yǎng)類型 劃分依據(jù) 營養(yǎng)類型 特點(diǎn) 碳源 自養(yǎng)型 以 CO2 為唯一或主要碳源 異養(yǎng)型 以有機(jī)物為碳源 能源 光能營養(yǎng)型 以光為能源 化能營養(yǎng)型 以有機(jī)、無機(jī)物氧化釋放的化學(xué)能為能源 電子供體 無機(jī)營養(yǎng)型 以還原性無機(jī)物為電子供體 有機(jī)營養(yǎng)型 以有機(jī)物為電子供體 1． 光能無機(jī)自養(yǎng)型（光能自養(yǎng)型） ?能以 CO2為主要唯一或主要碳源； ?進(jìn)行光合作用獲取生長所需要的能量 ； ?以無機(jī)物如 H H2S、 S等作為供氫體或電子供體， 使 CO2還原為細(xì)胞物質(zhì)； 例如，藻類及藍(lán)細(xì)菌等和植物一樣，以水為電子供體（供氫體），進(jìn)行產(chǎn)氧型的光合作用，合成細(xì)胞物質(zhì)。但是，不同的微生物對于營養(yǎng)元素的比例需求不同，一般用 C/N/P比來表示。 培養(yǎng)基中各營養(yǎng)物質(zhì)之間的濃度配比也直接影響微生物的生長繁殖和代謝產(chǎn)物的形成和積累，其中碳氮比（ C/N）的影響較大。 如：在培養(yǎng)基中有革蘭氏陰性菌也有革蘭氏陽性菌，但想培養(yǎng)的是革蘭氏陰性菌，就可以加入膽汁酸鹽，抑制
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